本书根据位于亚热带的湘中丘陵区檵木+南烛+杜鹃灌草丛、檵木+杉木+白栎灌木林、马尾松+柯+檵木针阔混交林、柯+红淡比+青冈常绿阔叶林4 个植被恢复阶段调查研究数据，解析了植物群落组成、区系特征及空间结构随植被恢复阶段的演替规律；揭示了林内小气候、凋落物特征与生物量空间分配对碳密度形成的协同作用；创新性引入生态化学计量学理论，阐明植被-凋落物层-土壤系统碳氮磷元素平衡关系及其生态约束机制；聚焦土壤有机碳库的稳定性，量化了活性碳组分与有机碳矿化过程对气候变化的响应；通过磷形态分级技术，揭示了植被恢复对土壤磷有效性提升的生物地球化学路径；构建氮磷循环耦合模型，阐明养分吸收–转化–归还过程的协同演化特征及其对生态恢复的驱动效应。

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1987.09-1991.06 中南林学院，农学学士；1994.09-1997.06 中南林学院，农学硕士；2001.09-2005.01 中南林学院，理学博士。获湖南省教学成果一等奖1项。

目录
前言
第1章 不同植被恢复阶段植物群落组成及结构特征 1
1.1 植物群落组成及结构特征的研究概述 1
1.1.1 植物群落组成、结构的研究内容及其作用 2
1.1.2 不同植被恢复阶段植物群落组成、结构的研究方法 3
1.1.3 亚热带植被恢复过程中植物群落组成、结构的研究 3
1.1.4 亚热带植被恢复过程植物群落组成、结构的研究目的及意义 4
1.2 研究区概况 6
1.3 植物群落组成结构的研究方法 7
1.3.1 样地设置 7
1.3.2 样地植物群落调查 8
1.3.3 植物群落组成特征的分析方法 9
1.4 不同植被恢复阶段植物群落组成与数量特征 11
1.4.1 植物群落的物种组成 11
1.4.2 植物群落的物种多样性 13
1.4.3 植物群落的物种重要值 14
1.4.4 植物群落的相似性 19
1.4.5 讨论 19
1.5 不同植被恢复阶段植物群落的区系特征 21
1.5.1 科的地理分布 21
1.5.2 属的地理分布 23
1.5.3 讨论 26
1.6 不同植被恢复阶段植物群落的空间结构特征 27
1.6.1 径阶结构 27
1.6.2 垂直结构 28
1.6.3 讨论 29
1.7 结论 30
主要参考文献 31
第2章 不同植被恢复阶段林内小气候、凋落物、土壤基本特征 35
2.1 研究概述 35
2.1.1 林内小气候的研究 35
2.1.2 森林凋落物及其养分特征的研究 36
2.1.3 森林土壤理化、生物学性质的研究 43
2.2 林内小气候、凋落物和土壤性质的研究方法 43
2.2.1 样地设置、样地植物群落调查 43
2.2.2 林内空气温度、相对湿度的测定 43
2.2.3 浅层土壤温度、质量湿度的测定 44
2.2.4 年凋落物量的收集和测定 44
2.2.5 凋落物分解速率的测定 44
2.2.6 凋落物层现存量的测定及其分析样品的采集、处理 45
2.2.7 凋落物初始碳、氮、磷含量和地表凋落物层养分元素含量的测定 45
2.2.8 土壤剖面特征调查 45
2.2.9 土壤样品的采集、处理与分析方法 46
2.2.10 数据处理及统计分析 47
2.3 不同植被恢复阶段群落内小气候特征 50
2.3.1 群落内的空气温度 50
2.3.2 群落内的空气相对湿度 54
2.3.3 群落内浅层土壤温度 56
2.3.4 群落内浅层土壤湿度 59
2.3.5 群落内气温与空气相对湿度的相关性 60
2.3.6 小气候因子与植被恢复阶段的相关性 60
2.3.7 讨论 60
2.4 不同植被恢复阶段凋落物及其养分特征 63
2.4.1 年凋落物量及其组成 63
2.4.2 凋落物量的年变化 64
2.4.3 凋落物的分解 64
2.4.4 凋落物层现存量及其分布特征 66
2.4.5 凋落物层现存量的季节变化 67
2.4.6 凋落物层营养元素的含量 69
2.4.7 凋落物层营养元素的储量及其释放率 70
2.4.8 凋落物层现存量、营养元素含量与物种多样性指数的相关性 71
2.4.9 讨论 72
2.5 不同植被恢复阶段土壤理化、生物学性质 78
2.5.1 土壤物理性质 78
2.5.2 土壤化学性质 79
2.5.3 土壤微生物生物量 83
2.5.4 土壤酶活性 84
2.5.5 讨论 87
2.6 结论 91
主要参考文献 91
第3章 不同植被恢复阶段生态系统生物量及其碳密度特征 102
3.1 森林生态系统生物量及其碳密度的研究概况 102
3.1.1 中国不同地理区域森林生物量的研究 103
3.1.2 中国森林生态系统碳密度的研究 107
3.2 森林生态系统生物量及其碳密度的研究方法 115
3.2.1 样地设置、样地植物群落调查 115
3.2.2 生物量的测定、植物样品采集与处理 115
3.2.3 植物样品有机碳含量的测定 117
3.2.4 土壤样品的采集、处理及分析方法 117
3.2.5 数据处理与统计分析 118
3.3 不同植被恢复阶段群落生物量的空间分布格局 120
3.3.1 植被层的生物量及其空间分配 120
3.3.2 地表凋落物层的现存量 122
3.3.3 群落生物量的空间分配 123
3.3.4 群落生物量与植物多样性的关系 124
3.3.5 群落生物量与土壤养分的关系 124
3.3.6 讨论 125
3.4 不同植被恢复阶段生态系统碳密度特征 126
3.4.1 不同样地植被层、凋落物层、土壤层的碳含量 127
3.4.2 植被层碳密度 128
3.4.3 凋落物层碳密度 129
3.4.4 土壤层碳密度 130
3.4.5 生态系统碳密度的垂直分配格局 131
3.4.6 碳密度与物种多样性、植物密度、生物量和土壤碳含量、土壤密度的相关性 131
3.4.7 讨论 132
3.5 结论 134
主要参考文献 134
第4章 植被恢复对生态系统碳氮磷化学计量特征的影响 143
4.1 生态系统碳氮磷化学计量特征的研究概述 143
4.1.1 生态化学计量学的提出及其生态学意义 143
4.1.2 生态系统碳、氮、磷及其化学计量比的重要性 144
4.1.3 植物叶片碳、氮、磷含量及其化学计量比的研究 145
4.1.4 凋落物层碳、氮、磷含量及其化学计量比的研究 148
4.1.5 土壤碳、氮、磷含量及其化学计量比的研究 150
4.1.6 植物叶片–凋落物–土壤碳、氮、磷含量及其化学计量比的关联性 152
4.1.7 生态系统碳氮磷化学计量特征的研究目的及意义 153
4.2 植物叶片–凋落物层–土壤碳氮磷化学计量的研究方法 155
4.2.1 植物叶片、凋落物层分析样品的采集、处理及测试分析方法 155
4.2.2 土壤样品的采集、处理及测试分析 155
4.2.3 数据统计分析 155
4.3 不同植被恢复阶段植物叶片碳、氮、磷化学计量特征 156
4.3.1 群落主要植物叶片碳、氮、磷含量及其化学计量比 157
4.3.2 群落共有植物叶片碳、氮、磷含量及其化学计量比 157
4.3.3 植物叶片碳、氮、磷含量之间及其与碳氮磷化学计量比的相关性 160
4.3.4 植被恢复阶段、物种多样性指数对叶片碳、氮、磷含量及其化学计量比的影响 160
4.3.5 讨论 160
4.4 凋落物层碳氮磷含量及其化学计量特征 163
4.4.1 凋落物层碳、氮、磷含量 163
4.4.2 凋落物层碳氮磷化学计量比 165
4.4.3 凋落物层碳、氮、磷含量之间及其与碳、氮、磷化学计量比之间的相关性 166
4.4.4 未分解层凋落物和叶片碳、氮、磷含量及其与两者化学计量比之间的相关性 166
4.4.5 讨论 167
4.5 土壤有机碳、全氮、全磷含量及其化学计量特征 168
4.5.1 土壤有机碳、全氮、全磷含量 168
4.5.2 土壤有机碳、全氮、全磷化学计量比 170
4.5.3 土壤有机碳、全氮、全磷含量之间及其化学计量比之间的相关性 171
4.5.4 土壤有机碳、全氮、全磷含量及其化学计量比与土壤理化性质的相关性 172
4.5.5 土壤、植物叶片碳、氮、磷含量及其化学计量比之间的相关性 172
4.5.6 土壤、凋落物层碳氮磷含量之间的相关性 173
4.5.7 土壤层碳、氮、磷含量与凋落物层碳、氮、磷化学计量比之间的相关性 174
4.5.8 土壤层、凋落物层碳氮磷化学计量比之间的相关性 174
4.5.9 讨论 174
4.6 结论 177
主要参考文献 178
第5章 植被恢复过程土壤有机碳库的积累和稳定性 187
5.1 研究概述 187
5.1.1 植被恢复对土壤有机碳积累的影响 188
5.1.2 土壤有机碳矿化的研究 190
5.1.3 土壤有机碳组成及其稳定性的研究 199
5.1.4 研究展望 204
5.1.5 植被恢复过程中土壤有机碳库积累和稳定性的研究目的及意义 205
5.2 土壤有机碳库积累和稳定性的研究方法 206
5.2.1 样地设置、样地植物群落调查及其生物量测定 206
5.2.2 细根生物量的测定 206
5.2.3 凋落物层养分含量的测定 206
5.2.4 土壤原位温度、湿度的测定 207
5.2.5 土壤样品的采集与处理 207
5.2.6 土壤有机碳、不同粒径土壤颗粒有机碳、惰性碳含量的测定 207
5.2.7 土壤有机碳矿化速率和累积矿化量的测定 208
5.2.8 土壤理化性质、微生物生物量的测定 208
5.2.9 数据统计分析 209
5.3 植被恢复对土壤有机碳含量、碳密度的影响 211
5.3.1 土壤有机碳含量的变化 212
5.3.2 土壤有机碳密度的变化 212
5.3.3 土壤有机碳含量、碳密度与植被因子、土壤因子的相关关系 213
5.3.4 土壤有机碳含量、碳密度影响因子的主成分分析 214
5.3.5 土壤有机碳含量、碳密度影响因子的逐步回归分析 215
5.3.6 讨论 216
5.4 植被恢复对不同粒径土壤颗粒有机碳的影响 218
5.4.1 不同粒径土壤颗粒有机碳含量的分布及变化 219
5.4.2 不同植被恢复阶段土壤颗粒有机碳/矿物结合态有机碳的变化 221
5.4.3 不同粒径土壤颗粒有机碳含量与植被因子、土壤因子的相关性 222
5.4.4 不同粒径土壤颗粒有机碳含量影响因子的主成分分析 223
5.4.5 不同粒径土壤颗粒有机碳含量影响因子的逐步回归分析 224
5.4.6 讨论 225
5.5 植被恢复对土壤有机碳矿化的影响 226
5.5.1 不同植被恢复阶段土壤有机碳的矿化速率 226
5.5.2 不同植被恢复阶段土壤有机碳的累积矿化量 228
5.5.3 不同植被恢复阶段土壤有机碳的矿化率 228
5.5.4 土壤有机碳矿化与植被因子、土壤因子的相关性 229
5.5.5 土壤有机碳累积矿化量影响因子的主成分分析 230
5.5.6 土壤有机碳矿化影响因子的逐步回归分析 230
5.5.7 讨论 231
5.6 植被恢复过程中土壤有机碳矿化的季节动态特征 233
5.6.1 土壤有机碳含量的季节动态 233
5.6.2 土壤有机碳矿化速率的季节动态 235
5.6.3 土壤有机碳累积矿化量的季节变化 236
5.6.4 土壤潜在可矿化有机碳含量的季节变化 237
5.6.5 土壤有机碳矿化各指标之间的关系 238
5.6.6 土壤有机碳矿化季节变化的影响因子 239
5.6.7 讨论 240
5.7 植被恢复对土壤有机碳库积累及其稳定性的影响 242
5.7.1 土壤有机碳及其各组分的含量 243
5.7.2 土壤活性碳、缓效性碳和惰性碳含量占土壤有机碳含量的比例 244
5.7.3 土壤有机碳及其各组分含量与植被因子、土壤因子的相关性 245
5.7.4 土壤活性碳、缓效性碳和惰性碳含量影响因子的逐步回归分析 246
5.7.5 土壤活性碳、缓效性碳和惰性碳含量影响因子的变异分离 246
5.7.6 讨论 247
5.8 不同植被恢复阶段土壤有机碳矿化对温度变化的响应 250
5.8.1 不同培养温度下土壤有机碳的矿化速率 250
5.8.2 不同培养温度下土壤有机碳的累积矿化量 252
5.8.3 土壤有机碳矿化的温度敏感性 254
5.8.4 Q10 与土壤因子的相关性分析 256
5.8.5 讨论 256
5.9 结论 258
5.9.1 植被恢复对土壤有机碳含量、碳密度的影响 258
5.9.2 植被恢复对不同粒径土壤颗粒有机碳含量的影响 259
5.9.3 植被恢复对土壤有机碳矿化的影响 259
5.9.4 植被恢复过程土壤有机碳矿化的季节动态特征 260
5.9.5 植被恢复对土壤有机碳库积累及其稳定性的影响 260
5.9.6 不同植被恢复阶段土壤有机碳矿化对温度变化的响应 261
主要参考文献 261
第6章 不同植被恢复阶段土壤磷库组成及其有效性 277
6.1 亚热带森林土壤磷有效性及其影响因素的研究进展 277
6.1.1 磷在土壤—植物系统中的循环与转化过程 277
6.1.2 土壤磷有效性及其与土壤磷化学分级的关系 278
6.1.3 亚热带森林土壤磷有效性的研究 281
6.1.4 影响森林土壤磷形态转化及其有效性的因素 282
6.1.5 研究展望 287
6.2 土壤磷组成及其有效性的研究方法 288
6.2.1 样地设置、植物群落调查及其生物量的测定 288
6.2.2 凋落物层现存量及其养分含量的测定 288
6.2.3 土壤分析样品的采集、处理 288
6.2.4 土壤不同形态磷的测定 289
6.2.5 土壤理化性质的测定 290
6.2.6 数据处理、统计分析 290
6.3 不同植被恢复阶段土壤全磷、有效磷含量的比较 290
6.3.1 土壤全磷含量的分布及其季节变化 291
6.3.2 土壤有效磷含量的分布及其季节变化 292
6.3.3 土壤磷有效性 294
6.3.4 土壤全磷、有效磷含量与植被因子的相关性 295
6.3.5 土壤全磷、有效磷含量与土壤理化性质的相关性 295
6.3.6 土壤全磷、有效磷含量影响因子的主成分分析 295
6.3.7 土壤全磷、有效磷含量影响因子的逐步回归分析 297
6.3.8 讨论 298
6.4 不同植被恢复阶段林地土壤磷库特征 300
6.4.1 土壤无机磷各组分的含量及其构成比例 300
6.4.2 土壤有机磷各组分的含量及其构成比例 301
6.4.3 土壤残留磷的含量 302
6.4.4 土壤不同形态磷的组成比例 303
6.4.5 土壤无机磷、有机磷和残留磷的组成比例 304
6.4.6 土壤各形态磷含量之间的相关性 304
6.4.7 土壤各形态磷含量与植被因子之间的相关性 305
6.4.8 土壤各形态磷含量与土壤因子之间的相关性 306
6.4.9 土壤不同形态磷与有效磷之间的相关性 307
6.4.10 讨论 308
6.5 不同植被恢复阶段土壤不同形态磷含量的季节动态 311
6.5.1 土壤无机磷各组分含量的季节变化 311
6.5.2 土壤有机磷各组分含量的季节变化 314
6.5.3 土壤残留磷含量的季节变化 315
6.5.4 讨论 316
6.6 结论 317
主要参考文献 318
第7章 不同植被恢复阶段氮磷循环关键过程及其耦合协调性 325
7.1 研究概述 325
7.1.1 生态系统氮磷循环及两者的耦合关系 325
7.1.2 植被恢复与生态系统氮磷循环的关系 327
7.1.3 植被恢复对生态系统氮磷储量垂直分配格局的影响 328
7.1.4 植被恢复过程氮磷归还及其耦合特征 331
7.1.5 植被恢复过程土壤氮磷积累、转化及其耦合 334
7.1.6 植被恢复过程氮磷吸收利用及其耦合特征 339
7.1.7 研究展望 341
7.1.8 土壤系统氮磷循环及其耦合关系的研究目的及意义 343
7.2 生态系统氮磷循环及其耦合协调性的研究方法 344
7.2.1 样地设置、样地植物群落调查及其生物量的测定 344
7.2.2 植被层、凋落物层分析样品的采集与分析方法 344
7.2.3 年凋落物量的测定 344
7.2.4 凋落物分解过程碳、氮、磷含量的测定 344
7.2.5 土壤样品的采集、处理及测试分析 345
7.2.6 细根样品的采集及其氮、磷含量的测试分析 346
7.2.7 数据处理及统计分析 346
7.3 不同植被恢复阶段生态系统氮磷储量的垂直分配格局 350
7.3.1 植被层、凋落物层、土壤层全氮与全磷的含量 350
7.3.2 植被层、凋落物层、土壤层全氮与全磷含量的相关性 353
7.3.3 植被层、凋落物层、土壤层全氮与全磷的储量 354
7.3.4 生态系统全氮、全磷储量的垂直分配格局 358
7.3.5 讨论 359
7.4 不同植被恢复阶段土壤氮磷积累过程的影响因素 364
7.4.1 土壤氮磷积累过程影响因子的提取 364
7.4.2 土壤氮磷积累过程主控因子分析 366
7.4.3 讨论 367
7.5 不同植被恢复阶段凋落物分解过程氮磷释放及其耦合关系 369
7.5.1 凋落物分解过程氮磷的释放 369
7.5.2 凋落物分解过程氮磷的耦合关系 373
7.5.3 凋落物初始化学组成对氮磷释放率和归还量的影响 375
7.5.4 凋落物分解过程氮磷比变化对氮磷释放率的影响 376
7.5.5 讨论 376
7.6 不同植被恢复阶段土壤氮磷转化过程及其耦合特征 378
7.6.1 土壤不同形态氮含量及其相对分布的变化 379
7.6.2 土壤不同形态磷含量及其相对分布的变化 381
7.6.3 土壤不同形态氮磷含量之间的相关性 384
7.6.4 讨论 384
7.7 不同植被恢复阶段植物氮磷吸收利用过程及其耦合关系 387
7.7.1 细根对土壤不同形态氮磷的吸收 388
7.7.2 叶片对氮磷的利用策略 392
7.7.3 植物吸收利用养分过程中氮磷的耦合关系 394
7.7.4 氮磷耦合关系对植物吸收利用养分过程的影响 395
7.7.5 讨论 397
7.8 不同植被恢复阶段生态系统氮磷耦合的协调性 402
7.8.1 生态系统养分积累转化过程氮磷耦合协调度模型的建立 402
7.8.2 生态系统养分积累转化过程氮磷耦合关系的模拟 404
7.8.3 氮磷耦合对植被恢复的影响 408
7.8.4 讨论 409
7.9 结论 412
7.9.1 植被恢复对生态系统氮磷循环关键过程的调控 412
7.9.2 不同植被恢复阶段养分积累转化过程氮磷耦合及协调性特征 413
7.9.3 养分积累转化过程氮磷耦合效应对植被恢复的影响 413
主要参考文献 413
附表 430